Optimasi Daya Turbin Angin Sumbu Vertikal 5 Kw Pada Kecepatan Angin Rendah Menggunakan Matlab
DOI:
https://doi.org/10.69688/juksit.v4i2.128Keywords:
Turbin Angin Sumbu Vertikal, Kecepatan Angin Rendah, Tip Speed Ratio, Optimasi Penangkapan DayaAbstract
Kecepatan angin di wilayah pesisir utara Kota Semarang bersifat sangat fluktuatif dengan rata-rata berkisar antara 3–8 m/s, sehingga produksi daya listrik pada Turbin Angin Sumbu Horizontal (HAWT) konvensional belum optimal karena umumnya didesain untuk kecepatan di atas 7 m/s. Oleh karena itu, diperlukan suatu pendekatan analitis untuk meningkatkan efisiensi penangkapan daya pada kondisi kecepatan angin rendah. Penelitian ini menyajikan analisis berbasis pemodelan dan simulasi MATLAB/Simulink untuk mengoptimalkan parameter utama turbin angin berkapasitas 5 kW, dengan fokus pada penentuan nilai tip speed ratio (TSR) yang optimal agar dimensi sudu dan torsi rotor sesuai dengan target daya. Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai TSR optimal sebesar 8,1 menghasilkan koefisien daya maksimum (C_p) sebesar 0,48. Berdasarkan parameter tersebut, konfigurasi HAWT yang diusulkan beroperasi dengan jari-jari sudu 6,117 m, diameter rotor 12,234 m, luas sapuan rotor sebesar 117,49 m², dan kecepatan sudut rotor 7,3 rad/s. Pada kondisi kecepatan angin nominal 5,5 m/s, sistem yang dirancang mampu menghasilkan daya mekanik sebesar 5.750 W dan daya listrik keluaran generator sinkron sebesar 5.000 W (5 kW) pada tegangan 400 V.
References
S. Elaeis Noviani R., Titik Istirokhatun, “Pengaruh Jumlah Kendaraan Dan Faktor Meteorologis (Suhu, Kelembaban, Kecepatan Angin) Terhadap Peningkatan Konsentrasi Gas Pencemar No₂ (Nitrogen Dioksida) Pada Persimpangan Jalan Kota Semarang,” DIPOIPTEKS, vol. I, no. 1, p. 10, 2013.
S. Hadi and N. Sugianto, “Model Distribusi Kecepatan Angin untuk Peramalan Gelombang dengan Menggunakan Metode Darbyshire dan Smb di Perairan Semarang,” vol. 1, no. April, 2012.
S. Rajendran and D. Jena, “Control of Variable Speed Variable Pitch Wind Turbine at Above and Below Rated Wind Speed,” vol. 2014, 2014, doi: 10.1155/2014/709128.
R. Saravanakumar and D. Jena, “Electrical Power and Energy Systems Validation of an integral sliding mode control for optimal control of a three blade variable speed variable pitch wind turbine,” Int. J. Electr. POWER ENERGY Syst., vol. 69, pp. 421–429, 2015, doi: 10.1016/j.ijepes.2015.01.031.
S. Rajendran and D. Jena, “Variable speed wind turbine for maximum power capture using adaptive fuzzy integral sliding mode control,” vol. 2, no. June, pp. 114–125, 2014, doi: 10.1007/s40565-014-0061-3.
P. Taylor et al., “Adaptive back-stepping pitch angle control for wind turbine based on a new electro-hydraulic pitch system,” no. July 2015, doi: 10.1080/00207179.2015.1041554.
X. Yin, W. Zhang, Z. Jiang, and L. Pan, “Adaptive robust integral sliding mode pitch angle control of an electro-hydraulic servo pitch system for wind turbine,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 133, p. 105704, 2019, doi: 10.1016/j.ymssp.2018.09.026.
E. C. Conference and L. B. Vista, “CFD AND C ONTROL A NALYSIS OF A S MART H YBRID,” Power Energy Convers., pp. 1–8, 2018.
V. Irizar and C. Schousboe, “Simulation Modelling Practice and Theory Hydraulic pitch control system for wind turbines : Advanced modeling and verification of an hydraulic accumulator,” Simul. Model. Pract. Theory, vol. 79, pp. 1–22, 2017, doi: 10.1016/j.simpat.2017.09.002.
A. El, F. Giri, A. Abouloifa, and A. Elfadili, Nonlinear Control of a Variable Speed Wind Generator, vol. 42, no. 9. IFAC, 2007. doi: 10.3182/20090705-4-SF-2005.00073.
A. N. Yousefi, “An optimal fuzzy PI controller to capture the maximum power for variable-speed wind turbines,” 2012, doi: 10.1007/s00521-012-1081-4.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Rita Hariningrum, Sukarno Budi Utomo, Afeef Kurnia Rahmawan
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
